霍婷編文 趙焯銓繪畫
1.在18世紀(jì)的科學(xué)界,有一位被譽(yù)為當(dāng)時“歐洲最大之希望”的三棲巨星。他叫約瑟夫·拉格朗日,在數(shù)學(xué)、力學(xué)和天文學(xué)領(lǐng)域中都有卓越貢獻(xiàn),其中數(shù)學(xué)成就最突出。
2.1736年1月25日,拉格朗日出生在撒丁王國的都靈市,家境很好。父親是軍官,還經(jīng)商,母親是一位富有的物理學(xué)家的獨(dú)生女??上?,后來由于父親投資失敗,家道中落了。
3.少年時代,拉格朗日喜歡文學(xué),常常抱怨當(dāng)時他學(xué)習(xí)的幾何太枯燥。一個偶然的機(jī)會,他看到數(shù)學(xué)家哈雷寫的論文,意識到在解決某些問題時用數(shù)學(xué)分析比用幾何好得多,從此迷上了數(shù)學(xué)分析。
4.拉格朗日很快學(xué)會數(shù)學(xué)分析方法,18歲寫出第一篇相關(guān)論文。不久,他得知自己論證的內(nèi)容早在半個世紀(jì)前已被論證。他失望極了,甚至寢食難安,擔(dān)心別人以為他是抄襲者。
5.為了證明自己有能力,拉格朗日調(diào)整研究方向,加倍努力。當(dāng)時,著名數(shù)學(xué)家歐拉正研究數(shù)學(xué)分析領(lǐng)域內(nèi)的一個難題,拉格朗日決定也研究它,因為這個難題肯定是懸而未決的。
6.拉格朗日沿著歐拉的思路深入分析,經(jīng)過許多個不眠之夜,終于做出成果,發(fā)展了歐拉開創(chuàng)的變分法。歐拉得知后非常興奮,寫信肯定該成果很有價值。兩人頻繁寫信交流,促使變分法作為數(shù)學(xué)的新分支出現(xiàn)。
7.拉格朗日聲名鵲起,很快成為教授。他越干越有勁,帶領(lǐng)一批都靈青年科學(xué)家成立了科學(xué)協(xié)會,出版學(xué)術(shù)刊物《都靈科學(xué)論叢》。在刊物上,他先后發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文。
8.在方程的解法上,拉格朗日也用了大量精力。他把前人解三次方程、四次方程的各種解法總結(jié)為一套標(biāo)準(zhǔn)方法:把方程化為低一次的方程(稱輔助方程或預(yù)解式),再求解。
9.拉格朗日還用數(shù)學(xué)分析方法研究力學(xué)、天文學(xué)。18世紀(jì)60年代初,法國科學(xué)院懸賞征解月球何以自轉(zhuǎn)、為何自轉(zhuǎn)時總以同一面對著地球的難題,拉格朗日正確解答,獲了獎。
10.此后,拉格朗日經(jīng)常研究這類競賽題,破解了“六體問題”(木星4個衛(wèi)星和太陽之間的攝動問題)、“三體問題”(月球運(yùn)動問題)等難題,于1766年、1772年、1774年、1776年、1780年頻頻獲獎。
11.在總結(jié)各種力學(xué)基本原理的基礎(chǔ)上,拉格朗日運(yùn)用變分原理和分析方法,建立起完整、和諧的力學(xué)體系,創(chuàng)立了分析力學(xué),使力學(xué)分析化。52歲時,他出版了名著《分析力學(xué)》。
12.晚年,拉格朗日主要埋頭整理、推廣過去的工作成果。1813年4月,他在法國巴黎逝世。今天,科學(xué)突飛猛進(jìn),但是拉格朗日的許多結(jié)論仍然幾乎一字不差地被引用著,人們特意為他發(fā)行了紀(jì)念郵票……